Los rayos cósmicos, que consisten en partículas cargadas eléctricamente altamente energizadas, bombardean continuamente la atmósfera terrestre. Estas partículas provienen del profundo espacio exterior, han viajado miles de millones de años luz. Sin embargo, ¿de dónde se originan? ¿Qué los impulsa a través del Universo con una fuerza tan tremenda? Estas preguntas han estado entre los desafíos más importantes de la astrofísica durante más de un siglo.
Un equipo de investigación internacional liderado por el Universidad de Würzburg y del Universidad de Ginebra (UNIGE) arroja luz sobre un aspecto de este misterio: se cree que los neutrinos nacen en blazares, núcleos galácticos alimentados por supermasivos los agujeros negros.
Sara Buson siempre lo ha considerado una tarea importante. En 2017, el investigador y sus asociados introdujeron por primera vez un blazar (TXS 0506+056) como fuente potencial de neutrinos. Ese estudio provocó un debate científico sobre si realmente existe una conexión entre los blazares y neutrinos de alta energía.
Después de dar este paso inicial y positivo, el equipo del profesor Buson recibió financiación del Consejo Europeo de Investigación para lanzar un ambicioso proyecto de investigación de múltiples mensajeros en junio de 2021. Analizar numerosas señales (o “mensajeros”, por ejemplo, neutrinos) del Universo es requerido. El objetivo principal es arrojar luz sobre el origen de los neutrinos astrofísicos, confirmando potencialmente blazares como la primera fuente altamente segura de neutrinos extragalácticos de alta energía.
El proyecto ahora muestra su primer éxito. Los científicos confirman que los blazares pueden asociarse con seguridad con neutrinos astrofísicos con un grado de certeza sin precedentes.
Andrea Tramacere de la Universidad de Ginebra dijo: “¡El proceso de acreción y la rotación del agujero negro conducen a la formación de chorros relativistas, donde las partículas se aceleran y emiten radiación con energías de hasta mil billones de energías de la luz visible! ¡El descubrimiento de la conexión entre estos objetos y los rayos cósmicos puede ser la 'piedra Rosetta' de la astrofísica de altas energías!
Los científicos utilizaron datos de neutrinos del Observatorio de Neutrinos IceCube en la Antártida y BZCat, uno de los catálogos de blazares más precisos. Con estos datos tuvieron que demostrar que los blazares cuyas posiciones direccionales coincidían con las de los neutrinos no estaban allí por casualidad.
Luego, los científicos desarrollan un software que puede estimar en qué medida se parecen las distribuciones de estos objetos en el cielo.
Andrea Tramacere dijo, “Después de tirar los dados varias veces, descubrimos que la asociación aleatoria sólo podía superar la de los datos reales una vez en un millón de intentos. Esta es una fuerte evidencia de que nuestras asociaciones son correctas”.
A pesar de su logro, el equipo de estudio siente que la cantidad de cosas en esta muestra inicial es solo la “punta del iceberg”. Han recopilado “nueva evidencia observacional” gracias a su esfuerzo, que es el componente clave para crear modelos más precisos de aceleradores astrofísicos.
Los científicos señaló, “Lo que tenemos que hacer ahora es comprender la principal diferencia entre los objetos que emiten neutrinos y los que no. Esto nos ayudará a comprender hasta qué punto el entorno y el acelerador "se comunican" entre sí. ¡Entonces podremos descartar algunos modelos, mejorar el poder predictivo de otros y, finalmente, añadir más piezas al eterno rompecabezas de la aceleración de los rayos cósmicos!
Referencia de la revista:
- Sara Busón, Andrea Tramacere, et al. Iniciando un viaje a través del universo: el descubrimiento de fábricas de neutrinos extragalácticos. Publicado el 2022 de julio de 14 • © 2022. El(los) autor(es). Publicado por la sociedad astronómica americana. DOI: 10.3847/2041-8213/ac7d5b
